详情

原文传递潜水器信息系统关键技术的研究

论文题名：	潜水器信息系统关键技术的研究
关键词：	串行通信;环境监测;潜水器;信息系统;航行安全;航道淤积;远程控制
摘要：	港口航道淤积现象在世界范围内普遍存在，直接影响航行安全和航运效益，各有关国家对此十分重视，开展了多种现场测量技术的研究。本课题组针对国内部分航道航程较长、宽度较窄、水深受限、淤积严重等特点，提出了一种基于小型无人潜水器的航道水深监测方法，并基于此方法设计了一套航道水深监测系统，它主要有五部分组成：潜水器运动控制系统、主动避碰系统、定深及姿态控制系统、信息系统、水声通信系统。本文主要对潜水器信息系统关键技术进行研究，实现了地面控制中心对无人潜水器的远程控制，地面控制中心与潜水器内部处理器的信息交换，潜水器的定位及其内部环境的实时监测等。潜水器信息系统由三个分系统组成，即：上位机远程控制系统、基于DSP的信息处理系统、基于单片机的环境监测系统。上位机远程控制系统主要实现了对潜水器的远程控制，它由上位机服务器和VHF模块组成。VHF模块实现了上位机和下位机之间的无线数据通信；利用VB编写的人机交互界面实现了对潜水器内部各处理器、电机、水泵等的远程控制，以及坐标、水深、温湿度、气压、障碍物距离等信息的动态显示，通过人机交互界面还可以统计上位机和下位机通信的可靠性，以及远程控制的实时性等。基于DSP的信息处理系统主要实现了潜水器的定位、潜水器内部各处理器之间的串行通信等。该系统以DSP为核心，通过并口扩展串口芯片TL16C554A实现了多串口扩展，并通过GPIO口控制其时序。其中潜水器的定位通过高精度GPS实现，它输出的经纬度信息经过高斯投影和平均转轴相似转换之后得到了当地独立坐标系下的平面坐标，实现了与数字地图的精确匹配。基于单片机的环境监测系统以单片机为处理器，借助多种传感器实现了对舱体安全情况、潜水器内部的温湿度、气压、电源剩余电量等的实时监测。通过实验室模拟实验和海上实验，对本系统性能进行了一系列测试。实验数据表明，潜水器信息系统具有良好稳定性和可靠性，精度较高，能够满足实际工程的要求。
作者：	李红霞
专业：	信息与通信工程
导师：	许文海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文